Лигатура для стали

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для модифицирования углеродистых литейных сталей с повышенными характеристиками технологических свойств. Цель изобретения - повышение технологических свойств углеродистой литейной стали. Лигатура дополнительно содержит алюминий, цирконий, кальций и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром 7,5-10,5

никель 6,4-8,3

кремний 6,1-9,8

марганец 9,3-13,6

титан 0,2-0,6

азот 7,1-11,3

углерод 0,4-1,5

церий 7,5-9,2

алюминий 9,0-12,3

цирконий 7,2-9,6

кальций 5,1-8,0

фосфор 0,2-3,2 и железо - остальное. 2 табл.

C0K}3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ ЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (51)5 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4648434/31-02 (22) 13.02.89 (46) 30.12.90. Бюл, Р 48 (71) Гомельский политехнический институт (72) Л.А. Карписонов, И.И. Карпенко, E.È. Марукович, С.М. Бадюкова и И.Н. Заяц (53) 66.9.15-198(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

& 755878, кл. С 22 С 35/00, 1980. (54) ЛИГАТУРА ДЛЧ СТАЛИ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам дпя

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для модифицирования углеродистых литейных сталей с повышенными характеристиками технологических свойств.

Цель изобретения — повышение технологических свой=тв стали.

Пример. Опытные плавки лига.— тур проводят в индукционных электроI печах с тиглями емкостью 150 кг методом переплава. В качестве шихтовых материалов используют феррохром

ФХ600Н (ГОСТ 4757-77), никель НМц2,5 (ГОСТ 492-80), марганец МрНО (ТУ 14S-6-71)„ ферроалюминоцирконий ФАЦр15Н (ТУ 14-5-40-84), силикокальций СКЦр2Н (ТУ 14-141-83-87), ферроцерий (ТУ

1243-75), ферромарганец ФМн75Н (ГОСТ

4755-80) и хром Х99АН (ГОСТ 5905-79).

Ферроцерий и сплав ФАЦр15Н вводят в конце плавки по".ле рафинирования расплава. Разливку лигатуры производят

„„SU„„1617031 . А1

2 модифицирования углеродистых литейных сталей,с повьппенными характеристиками технологических свойств. Цель изобретения — повышение технологических свойств углеродистой литейной стали. Лигатура дополнительно содержит алюминий, цирконий, кальций и фосфор при следующем соотнон}енин компонентов, мас» 7: хром 7,5-10,5; никель 6,4-8 3 кремний 6,1-9„8; марганец 9,3-13,6; титан 0,2-0,6; азот

7,1-11,3; углерод 0,4-1,5; церий

7,5-9,2; алюминий 9,0-12,3; цирконий

7,2 — 9,6; кальций 5,1-8,0; фосфор 0,23,2 и железо остальное.. 2 табл. в плоские металлические изложницы для С получения плиток толщиной 20-25 мм.

В табл. 1 приведены химические составы лигатуры опытных плавок. Ваа»4

Лигатуры испытывают при разливке литейной углеродистой стали марки

М »

35Л (ГОСТ 977-75), выплавленной в дуговой печи типа ДС-1,5 и содержащей перед микролегированием в ковше, СИ мас.Е: углерод 0,34; кремний 0 52;

М»»»б марганец 0,28; никель 0,2 и сера 0,04.

В табл. 2 приведены механические и технологические свойства микролегированных известной и предлагаемой лигатур для сталей. Величина присадки составляет 0,87 от массы расплава, Д»

Жидкотекучесть стали определяют на спиральной технологической пробе

Кери, трещнностойкость — на звездообразной технологической пробе и остаточные напряжения — на решетчатой

1617031 технологической пробе с диаметрами брусьев 12 и 20 мм. Ударную вязкость определяют на образцах 10х10х55 мм типа ХХ по методике испытания на удар5 ный изгиб при комнатной температуре в соответствии с ГОСТ 9454-78.

Дополнительное введение алюминия связано с его эффективной раскисляю" щей, нитридообразующей и модифицирующей способностью, что способствует очистке расплава от примесей и повышение дисперсности структуры и технологических свойств стали. Повышение концентрации алюминия более

12,3 мас..% снижает однородность структуры, трещиностойкость и пластичность. При снижения концентрации менее 9 мас.% раскисляющая и модифицирующая способность алюминия недостаточны, что снижает технологичес-. кие свойства стали.

Дополнительное введение циркония обусловлено его микролегирующим влиянием на структуру стали в отливках, способствующим повышению дисперсности структуры в отливках и сварном шве, снижению склонности к образованию горячих трещин и повышению тех-. нологических свойств. При концентрации циркония до 7,2 мас.% микролегирующий эффект лигатуры и технологи" ческие свойства стали недостаточны, а при увеличении концентрации его более 9 6 мас.% ухудшается пластичность стали, увеличивается склонность 5 к трещинам при литье и при сварке.

Кальций оказывает раскисляющее действие, очищает границы зерен, повышает пластичность, сопротивляемость

40 образованию трещин и механические свойства. Верхний предел содержания кальция обусловлен недостаточной растворимостью его в стали и снижением

I>орячей пластичности и трещиностойкости при более высокой его концентрации, а нижний предел (5,1 мас.%) снижением раскисляющей способности, жидкотекучести стали и увеличением склонности к образованию горячих трещин при его более низких концентра50 циях, Фосфор повышает жидкотекучесть стали, измельчает структуру и способствует повышению механических свойств.

При концентрации фосфора до 0,2 мас,. . у >5 жидкотекучесть и механические свойства недостаточны, а при увели -.енин годержания фосфора более 3.,2 мас,,% снижается "стабильность структуры,увеличиваются остаточные термические напряжения в отливках и увеличивается . склонность к образованию трещин, Снижение содержания хрома до 7,510,5 мас.%, никеля до 6,4-8 3 мас.% связано с необходимостью повышения жидкотекучести, трещиностойкости и других технологических свойств углеродистых сталей, которые при более высоких концентрациях хрома и никеля снижаются. При снижении концентрации хрома и никеля меньше нижних пределов отмечается укрупнение структуры стали в отливках, снижение технологичес-. кой пластичности и механических свойств и увеличение склонности к образованию горячих трещин при сварке.

Церий оказывает раскисляющее и сфероидизирующее действие на литейную сталь, способствует повышению технологических и механических свойс*в, поэтому его содержание в лигатуре повышено до 9,2 мас.%, Нижний предел концентрации церия (7,5 мас.%) обусловлен недостаточной раскисляющей и сфероидизирующей способностями его при более низких концентрациях, что приводит к снижению трещиностойкости и пластичности. При увеличении содержания церия более 9,2 мас. %. повышается угар его в стали, увеличивается концентрация неметаллических включений и повышается склонность к образованию горячих трещин при †.-;P K>=

Содержание марганца (9,3-13,6 мас %) титана (0,2-0,6 мас. %), азота (7,1-.

11,3 ма . %) и углерода (0,4-1,5 мас %) принято исходя из практики производства лигатур для сталей с повышенными пластическими и технологи:.ескими свойствами. Их содержание на верхних пределах ограничено концентрациями, вьше которых укрупняется структура

;.. али з отливках. снижаются технологические свойства. При увеличении концентрации марганца более 13,6 мас.% повышаются остаточные термические напряжения и склонность к трешинам:

Как видно из табл. 2, при использовании предлагаемой лигатуры для микролегирования конструкционной углеродистой литейной стали достигаютсН более ысокие технологические

I свойства, чам при использовании известной лигатуры.

7,5-10,5

Т а блица

Лига- Содержание компонентов в лигатуреэ мас. 7. (остальное железо) тура

Хром

Ни- Крем- Иар- Азот кель ний ганец гле- Церий

Цирко- Алю- Фосиий миний фор

Титан Каль" ций од

4 0,4

7 1 0,4

8,5 0,9 l.1,3 1,5

7,0 0,2

8,6 1,6

20 10 6

64 61 93

7,5 7,3 11,7

8,3 9,8. 13,6

6,1 6,0 9,0

8,4 10, t 14

7,5

8,6

10,5

6,3

9,0 0,2

10,0 2,3

12,3 3,2

8 0,1

12,5 3,8

5,1 7,2

6,9 9,0

8,0 9,6

4,7 5,8

8,1 9,7

Т а блица 2

Относительное

Опыт

Жидкотекучестьэ мм

Предел прочности

ТрещиностойУдарна вязОстаточСклонность к образованию гоные термические кость, анэ

Дж/см удлинение кость см при растяженапряжения в от рячих трещин при сварке, мм/мин нии, NITa ливках, MIIa

4,2

3 5

2,8

3,1

4 1

3,7

398

331

370

18

f2

17

21

24

23

16

62

32

27

28

42

Составитель И, Бекренева

Редактор N.Ïåòðoâà Техред Л,Сердюкова Корректор A ° ОсаУленко

Заказ 4099 Тираж 483 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1617031

Формула изобретения

Лигатура для стали, содержащая хром, никель, кремний, марганец, титан, азот, углерод, церий и железо, 5 отличающаяся тем, что, с целью повышения технологических свойств стали, она дополнительно содержит алюминий цирконий кальций и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас. Ж:

Хром

1 (HSBo)

3

5 б

1 (изв. ) 528

2 710

3 745

4 . 730

5 535

6 697

Никель

Кремний

Марганец

Титан

Азот

Углерод

Церий

Алюминий

Цирконий

Кальций

Фосфор

Железо

1,0 3

7,5 0,2

8,4 0,4

9,2 0,6

7,1 0,1

9,3 0,8 бэ4 8 ° 3

6,1-9,8

9э3-13эб

0,2-0,6

7,1-11,3

0,4»1,5

7,5-9,2

9,0-12,3

7,2-9,6

5,1-8,0

0,.2-3,2

Остальное